Устройство для герметизации скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B33/12 E21B23/04 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к устройствам для герметизации скважины установкой в ней пакеров-пробок.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его эксплуатационных характеристик.

На фиг.1 изображено устройство на месте установки в скважине, общий вид; а на фиг.2 - установленный в скважине пакер-пробка с уплотнитель- ным элементом сильфонного типа.

Устройство содержит корпус 1 с размещенными в нем реверсивным насосом 2 с приводом 3, компенсатор 4,

каналы 5-8, гидроцилиндр 9, образующий с силовым поршнем 10 заполненные жидкостью надпоршневую 11 и под- поршневую 12 полости, хвостовик силового поршня 13, соединенный с силовым поршнем удлинителем 14 с осевым каналом 15, радиальные цилиндры 16, образующие с выдвижными упорами 17 заполненные жидкостью полости, обратный клапан 18. Пакер-пробка состоит из внутренней оправки 19, в которой выполнены отверстия 20-22 и уплотнительного элемента 23, в котором выполнены отверстия 24-26. Внутренняя полость 27 пакера-пробки заполнена твердеющей смесью Устройство спускается в скважину на кабеле 28

Устройство работает следующим образом.

На поверхности в исходном положении силовой поршень 10 находится внизу, компенсатор 4 выдвинут (в левом положении), выдвижные упоры 17 задвинуты (внутри хвостовика 13). Полости It, 12, 16 и каналы 6, 7, 8, 15 заполнены несжимаемой жидкостью (например, трансформаторным маслом). Внутренняя полость 27 заполняется

0

5

0

5

0

5

0

5

твердеющей смесью (например, цементным раствором) и надвигается на нижний торец гидроцилиндра 9. Кратковременно включаются привод в режиме прямого хода. В этом режиме канал 6 является всасывающей магистралью, а канал 8 - нагнетательной. Давление жидкости в надпоршневой полости 11 понижается, а в подпоршневой полости 12 и в цилиндрах 16 повышается. При этом компенсатор 4 задвигается внутрь (перемещается вправо), а упоры 17 выдвигаются наружу, обеспечивая контакт с уплотнительным элементом 23. При дальнейшем нагнетании насосом жидкости в подпоршневую полость 12 силовой поршень 10 вместе с хвостовиком 13 начинает перемещаться вверх до жесткой, изолированной посадки верхнего торца уплотнительного элемента 23 на нижний торец гидроцилиндра 9. Привод отключается. Устройство готово к спуску в скважину.

После спуска устройства на кабеле 28 на место установки в скважине вновь включают привод 3 в режиме прямого хода. При этом силовой поршень 10 вместе с хвостовиком 13 начинает перемещаться вверх, уплот- нительный элемент 23 испытывает осевое сжатие, а часть твердеющей смеси из полости 27 через клапан 18 переливается в скважину. Под воздействием осевого сжатия уплотнительный элемент 23 поэтапно деформируется, ,уплотняя внутреннюю стенку скважины. |В процессе сжатия и деформирования происходит совмещение отверстий 20 и 24, 21 и 25, 22 и 26 и перелив через них твердеющей смеси из полости 27 на деформированную часть пакера. По окончании сжатия привод переключается в режим обратного хода. В этом режиме канал 6 является нагнетательной магистралью, а канал 8 - всасывающей. При этом упоры 17 задвигаются внутрь хвостовика 13, компенсатор А выдвигается наружу (перемещается влево),а силовой поршень 10 начинает двигаться внутрь. Натяжением кабеля 28 устройство поднимается на поверхность. В скважине остается установленный пакер-пробка, все по- лости которого заполнены твердеющей смесью. После затвердевания смеси этот пакер-пробка представляет собой скважинный мост, способный выдержать большой перепад давлений.

Для проведения последующих операций по установке в скважине нового пакера-пробки на нижний торец гидроцилиндра 9 нужно установить расходные детали: уплотнительный элемент 23 на внутренней опра-вке 19, заполненный твердеющей смесью.

ч

Формула изобретения

Устройство для герметизации скважины, содержащее спускаемый на кабеле полый корпус, жестко связанный с ним гидроцилиндр, в котором установлен силовой поршень, образующий с последним заполненную жидкостью надпоршневую и подпоршневую полости, обратный клапан, пакер-проб ку в виде уплотнительного элемента, в котором размещена оправка, реверсивный насос с приводом, соединенный каналами с надпоршневой и подпоршне- вой полостями гидроцилиндра, связанный каналом с надпоршневой полостью цилиндр с компенсатором, жестко связанный с силовым поршнем хвостовик с радиальными цилиндрами и установленными в них выдвижными упорами, образующими с радиальными цилиндрами заполненные жидкостью полости, соединенные осевым каналом с подпорш- невой полостью, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения его эксплуатационных характеристик, гидроцилиндр, хвостовик и уплотнительный элемент с оправкой образуют между собой емкость, заполненную твердеющей смесью, обратный клапан размещен в гидроцилиндре с возможностью сообщения емкости с пространством за корпусом, а уплотнительный элемент и оправка выполнены с радиальными отверстиями с возможностью их взаимного совмещения при осевом перемещении силового поршня в верхнее положение.

27

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - расширение функциональных возможностей устройства и повышение его эксплуатационных характеристик. Для этого гидроцилиндр 9, хвостовик силового поршня 13, уплотнительный элемент 23 с оправкой 19 образуют между собой емкость. Последняя заполнена твердеющей смесью. В гидроцилиндре 9 размещен обратный клапан 18 с возможностью сообщения емкости с пространством за корпусом 1. Элемент 23 и оправка 19 выполнены с радиальными отверстиями 20,21,22,24,25 и 26 с возможностью их взаимного совмещения при осевом перемещении силового поршня 10 в верхнее положение. Под воздействием осевого сжатия элемент 23 поэтапно деформируется, уплотняя внутренюю стенку скважины. В процессе сжатия и деформирования совмещаются отверстия 20,21,22,24,25 и 26 и переливается твердеющая смесь из полости 27 на деформированную часть пакера. Для проведения последующих операций по установке в скважине нового пакера-пробки на нижний торец гидроцилиндра 9 нужно установить расходные детали. 2 ил.

фиг. 2